JP2022133488A - Electric element mounting package and electronic device - Google Patents
Electric element mounting package and electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022133488A JP2022133488A JP2019141305A JP2019141305A JP2022133488A JP 2022133488 A JP2022133488 A JP 2022133488A JP 2019141305 A JP2019141305 A JP 2019141305A JP 2019141305 A JP2019141305 A JP 2019141305A JP 2022133488 A JP2022133488 A JP 2022133488A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- width
- electronic device
- signal line
- opening
- mounting package
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 19
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 2
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 33
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
Description
本開示は、電子素子搭載用パッケージ及び電子装置に関する。 The present disclosure relates to an electronic device mounting package and an electronic device.
従来、電子素子と接合される配線パターンと、当該配線パターンに接合される信号線とを有する電子素子搭載用のパッケージがある。このようなパッケージには、信号線を含む同軸線路構造と、マイクロストリップ線路構造等の配線パターンとを、導電性接合材により接合させたものがある(例えば、特許文献1)。上記の同軸線路構造は、金属の基体に貫通孔を設け、当該貫通孔の内部に位置する絶縁部材を貫通するように信号線を配置したものとすることができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a package for mounting an electronic element, which has a wiring pattern joined to an electronic element and a signal line joined to the wiring pattern. Among such packages, there is a package in which a coaxial line structure including signal lines and a wiring pattern such as a microstrip line structure are joined with a conductive joining material (for example, Patent Document 1). The above-described coaxial line structure can be such that a through hole is provided in a metal substrate, and a signal line is arranged so as to pass through an insulating member positioned inside the through hole.
しかしながら、上記の構成では、信号線と配線パターンとの接合箇所において、同軸線路構造からマイクロストリップ線路構造等への変換がなされて信号の伝播モードが不連続となる。そのため、前記接合箇所において、電界が弱くなること等に起因して特性インピーダンスが大きくなりやすい。その結果、前記接合箇所における特性インピーダンスの不整合によって信号の電力損失が生じやすいという課題がある。 However, in the above configuration, the coaxial line structure is converted to a microstrip line structure or the like at the junction between the signal line and the wiring pattern, and the signal propagation mode becomes discontinuous. Therefore, the characteristic impedance tends to increase due to the weakening of the electric field or the like at the joint. As a result, there is a problem that the power loss of the signal tends to occur due to the mismatch of the characteristic impedance at the junction.
本開示の目的は、信号の電力損失を低減することができる電子素子搭載用パッケージ及び電子装置を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide an electronic device mounting package and an electronic device capable of reducing signal power loss.
本開示の一態様は、
第1面と、前記第1面上に位置する配線パターンと、を有する配線基板と、
第2面と、前記第2面に開口を有する貫通孔と、を有する基体と、
前記貫通孔の内部に位置するとともに、前記開口側に位置する第1端部を有する絶縁部材と、
前記絶縁部材を貫通するとともに、前記開口側に位置する第2端部を有する信号線と、
前記配線パターンと前記信号線の前記第2端部とを接合する導電性接合材と、
を備え、
前記信号線のうち前記貫通孔の内部に位置する部分は、前記開口側に位置する第1部分と、前記第1部分よりも前記開口から離れて位置する第2部分と、を有し、
前記第1部分及び第2部分を通り前記第2面に垂直な断面において、前記第2面に平行な幅方向についての前記第1部分の第1の幅が、前記幅方向についての前記第2部分の第2の幅より大きい、
電子素子搭載用パッケージである。
One aspect of the present disclosure is
a wiring board having a first surface and a wiring pattern located on the first surface;
a base having a second surface and a through hole having an opening in the second surface;
an insulating member positioned inside the through hole and having a first end positioned on the opening side;
a signal line passing through the insulating member and having a second end located on the opening side;
a conductive bonding material that bonds the wiring pattern and the second end of the signal line;
with
a portion of the signal line located inside the through hole has a first portion located on the opening side and a second portion located farther from the opening than the first portion;
In a cross section passing through the first portion and the second portion and perpendicular to the second surface, the first width of the first portion in the width direction parallel to the second surface is equal to the second width in the width direction. greater than the second width of the portion;
It is a package for mounting an electronic element.
また、本開示の他の一の態様は、
上記の電子素子搭載用パッケージと、
前記配線パターンと接合する電子素子と、
を備える、電子装置である。
In addition, another aspect of the present disclosure is
the electronic device mounting package;
an electronic element bonded to the wiring pattern;
An electronic device comprising:
本開示の内容によれば、電子素子搭載用パッケージにおいて、信号の電力損失を低減することができるという効果がある。 According to the contents of the present disclosure, it is possible to reduce signal power loss in a package for mounting an electronic device.
以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の電子装置及び電子素子搭載用パッケージは、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び寸法比率などを忠実に表したものではない。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. However, for convenience of explanation, each drawing referred to below shows only the main members necessary for explaining the embodiment in a simplified manner. Therefore, the electronic device and the electronic device mounting package of the present disclosure can include arbitrary constituent members that are not shown in the referenced figures. Also, the dimensions of the members in each drawing do not faithfully represent the actual dimensions and dimensional ratios of the constituent members.
(電子装置及び電子素子搭載用パッケージの構成)
まず、図1~図4を参照して電子装置1及び電子素子搭載用パッケージ100の構成について説明する。
図1は、本実施形態の電子装置1の全体斜視図である。
図2は、電子装置1に含まれる電子素子搭載用パッケージ100のうち、導電性接合材16による接合位置付近を拡大して示した図である。
図3は、信号線12を通る位置での電子素子搭載用パッケージ100の断面を示す図である。
図4は、図3における信号線12及び絶縁部材15の拡大図である。
(Structure of Electronic Device and Package for Mounting Electronic Element)
First, configurations of an
FIG. 1 is an overall perspective view of an
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the joint position by the conductive
FIG. 3 is a diagram showing a cross section of the electronic
4 is an enlarged view of the
電子装置1は、電子素子搭載用パッケージ100と、電子素子200とを備える。
電子素子搭載用パッケージ100は、基体11と、信号線12と、配線基板14と、絶縁部材15と、導電性接合材16などを備える。
The
The electronic
基体11は、導電性の金属であり、接地面として機能する。これに加えて、基体11には、熱伝導性(放熱性)の高いものが用いられてよい。図1及び図2に示すように、基体11は、基部111と、突起部112とを有する。基部111は、ここでは、例えば、直径が3~10mm、厚さが0.5~2mmの円板状形状を有するが、これには限られない。基部111のうち突起部112が突出している面を、以下では第2面11aと記す。基部111と突起部112は一体的であってよい。
The
基部111には、第2面11aに開口111bを有する貫通孔111aが設けられている。貫通孔111aは、内壁面の第2面11aに平行な断面が円形となる形状とすることができるが、これに限られず、内壁面の断面が円形以外となる形状であってもよい。貫通孔111aは、基部111の第2面11aから第2面11aとは反対の面まで貫通して設けられている。
絶縁部材15は、貫通孔111a内に位置するとともに、第2面11a側に位置する第1端部15a(図3参照)を有している。図1では、貫通孔111aの内部は絶縁部材15により占められている。絶縁部材15の材質及び貫通孔111aの大きさは、所望の特性インピーダンスに応じて定められればよい。絶縁部材15としては、例えば所定の比誘電率を有するガラスを用いることができる。
The
The
信号線12は、棒状の導体である。信号線12は、基部111の貫通孔111a内の絶縁部材15を貫通しており、第2面11a側に位置する第2端部12a(図3)を有している。すなわち、第2端部12aは、第2面11aにおける貫通孔111aの開口111bから露出している。換言すれば、信号線12は、開口111bにおける絶縁部材15の第1端部15aから露出している。信号線12のうち少なくとも1本は、基体11の接地端子であり、基部111に直接接合している。その他の信号線12は、基部111の第2面11aとは反対の面の側で突出しており、外部配線などと電気的に接続されて、リード電極として用いられる。図1及び図2では、第2面11aの側において、2本の信号線12が導電性接合材16を介して配線パターン141と接合している状態が示されている。信号線12は、第2面11aに平行な断面が円形であるものを用いることができるが、これに限られず、断面が円形以外の形状であるものを用いてもよい。
The
信号線12の先端(第2端部12a)は、基部111の第2面11aにおいて、貫通孔111aの円形の開口111bにおけるほぼ中央で、絶縁部材15の第1端部15aから露出している。信号線12は、絶縁部材15の内部では、当該絶縁部材15により外側の基部111と電気的に隔てられている。そして、貫通孔111a、絶縁部材15及び信号線12は、貫通孔111aの中心軸を中心に、回転対称に配置されている。このような構成の基部111(貫通孔111a)、絶縁部材15及び信号線12により、同軸線路20が形成されている。基部111内では、この同軸線路20により信号が伝送される。
The tip (
図3に示すように、信号線12のうち貫通孔111aの内部に位置する部分は、第1部分121と第2部分122とを有する。第1部分121は、第2端部12a側に位置する部分である。言い換えれば、第1部分121は、開口111bから第1の範囲r1内に位置する部分である。第2部分122は、第1部分121よりも第2面11aから離れて位置する部分である。言い換えれば、第2部分122は、第1部分121の開口111b側とは反対側に位置する部分である。ここで、第1の範囲r1は、第2面11aに垂直な方向(以下では「長さ方向」とも記す)について開口111bから所定距離以内の範囲である。第1の範囲r1の開口111bからの長さは、貫通孔111aの長さの1/2未満の範囲内で定められる。したがって、図4に示すように、長さ方向についての第1部分121の第1の長さ(ここでは、長さL1に等しい)は、第2部分122の第2の長さL2未満であってもよい。さらには、長さ方向についての第1部分121の第1の長さL1は、第2部分122の第2の長さL2の1/10以下であってもよい。図3及び図4の例では、第1部分121の第1の長さL1は、貫通孔111aの長さの約1/20とされており、例えば、約50μmである。ただし、これに限られず、第1部分121の第1の長さL1は、後述する特性インピーダンス整合が効果的に行われるように適宜調整することができる。
As shown in FIG. 3 , the portion of the
また、図4の断面図に示すように、当該断面における第2面11aに平行な方向(以下では「幅方向」とも記す)についての第1部分121の第1の幅W1が、第2部分122の第2の幅W2より大きくなっている。また、第1部分121は、長さ方向から見て第2部分122と重なる重複部1211と、重複部1211から幅方向に突出する突出部1212とを有している。図4に示すように、より具体的には、第1部分121は、重複部1211から幅方向における一方に向かって突出する第1の突出部1212と、幅方向における他方に向かって突出する第2の突出部1212と、の2つの突出部1212を有している。そして、幅方向についての各突出部1212の第5の幅W5は、第2部分122の第2の幅W2より大きくなっている。本実施形態においては、第1部分121の第1の幅W1は、長さ方向において一定であり、第2部分122の第2の幅W2も、長さ方向において一定である。したがって、信号線12のうち貫通孔111aの内部に位置する部分は、直径が第1の幅W1である円筒形状の第1部分121と、直径が第2の幅W2である円筒形状の第2部分122と、が長さ方向に繋ぎ合わされた形状を有する。
Further, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the first width W1 of the
第2の幅W2は、第1の幅W1から第2の幅W2を差し引いた長さの1/2未満の範囲内となるようにしてもよい。すなわち、第2の幅W2が、第1の幅W1の1/3未満となるように第1の幅W1及び第2の幅W2を定めてもよい。後述する特性インピーダンス整合が効果的に行われる場合には、第2の幅W2を、第1の幅W1の1/3以上、かつ第1の幅W1未満としてもよい。
第1の幅W1は、例えば100~500μm程度とすることができ、図4では約300μmである。第2の幅W2は、例えば10~300μm程度とすることができ、図4では約80μmである。したがって、図4における第5の幅W5は、約110μmとなっている。
なお、本実施形態においては、上述したように、第1部分121及び第2部分122は、第1部分121の第1の幅W1及び第2部分122の第2の幅W2がいずれも長さ方向において一定となる形状であるが、第1部分121及び第2部分122の形状はこれに限らない。すなわち、後述するように、第1部分121や第2部分122は、第1の幅W1や第2の幅W2が長さ方向において変化する形状であってもよい。
The second width W2 may be less than half the length of the first width W1 minus the second width W2. That is, the first width W1 and the second width W2 may be determined such that the second width W2 is less than ⅓ of the first width W1. The second width W2 may be ⅓ or more of the first width W1 and less than the first width W1 if characteristic impedance matching, which will be described later, is effectively performed.
The first width W1 can be, for example, approximately 100 to 500 μm, and is approximately 300 μm in FIG. The second width W2 can be, for example, approximately 10 to 300 μm, and is approximately 80 μm in FIG. Therefore, the fifth width W5 in FIG. 4 is approximately 110 μm.
In the present embodiment, as described above, both the first width W1 of the
また、本実施形態においては、図3に示す断面において、信号線12の第1部分121の先端(第2端部12a)は、絶縁部材15の第1端部15aから突出しない状態で露出している。したがって、第1部分121の先端(第2端部12a)は、基部111の第2面11a、及び絶縁部材15の第1端部15aと同一面内にある。換言すれば、第2面11a、第1部分121の開口111b側の第2端部12a、及び絶縁部材15の開口111b側の第1端部15aが一直線上にある。さらに、図3の断面において、配線基板14は、第1部分121のうち突出部1212にのみ接している。すなわち、配線基板14は、第1部分121のうち重複部1211には接していない。さらに換言すれば、配線基板14の第1面14aは、第1部分121のうち基体11の突起部112に近い側の突出部1212の範囲内で第1部分121の第2端部12aに接している。
In the present embodiment, in the cross section shown in FIG. 3, the tip (
図3及び図4に示すように、絶縁部材15は、第3部分153と第4部分154とを有している。第3部分153は、第1端部15aを含む部分であり、開口111b側から第2の範囲r2内に位置している。第4部分154は、第3部分153よりも第2面11aから離れて位置する部分であり、第3部分153の開口111b側とは反対側に位置している。第2の範囲r2は、長さ方向について開口111bから所定距離以内の範囲である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the insulating
ここで、図4の断面において、絶縁部材15の第3部分153の第3の幅W3が、第4部分154の第4の幅W4より大きくなっている。ここで、図4の断面における幅方向についての貫通孔111aの内壁面の間隔を、幅方向についての絶縁部材15の幅(第3の幅W3、第4の幅W4)と定義することもできる。すなわち、絶縁部材15は、直径が第3の幅W3である円筒形状である第3部分153と、直径が第4の幅W4である円筒形状を有する第4部分154と、が繋ぎ合わされた形状を有する。換言すれば、貫通孔111aの内径は、第2の範囲r2内における内径より、第2の範囲r2の開口111b側とは反対側の領域における内径の方が小さくなるように段差を有している。第3の幅W3、すなわち貫通孔111aの開口111bの直径は、例えば150μm~1mm程度とすることができ、第4の幅W4は、例えば140~800μm程度とすることができる。そして、貫通孔111aの段差の幅方向についての幅、すなわち(W3-W4)/2の大きさは、例えば10~200μm程度とすることができる。例えば、図4では、第3の幅W3は約900μmであり、第4の幅W4は約700μmであり、(W3-W4)/2の大きさは約100μmである。
Here, in the cross section of FIG. 4 , the third width W3 of the
また、図4の断面における幅方向についての貫通孔111aの内壁面と信号線12との距離を、幅方向についての絶縁部材15の厚さと定義した場合に、第3部分153の厚さの最小値T3が、第4部分154の厚さの最小値T4未満となっている。
Further, when the distance between the inner wall surface of through
また、図4に示すように、第1の範囲r1の長さL1が第2の範囲r2の長さL3未満となっている。換言すれば、絶縁部材15の第3部分153は、第4部分154側に位置する第3端部153aを有しており、信号線12の第1部分121は、第2部分122側に位置する第4端部121aを有しており、長さ方向についての開口111bから第4端部121aまでの長さが、長さ方向についての開口111bから第3端部153aまでの長さ未満である。このようにすることで、信号線12の第1部分121と貫通孔111aの内壁面との短絡を低減することができる。
Also, as shown in FIG. 4, the length L1 of the first range r1 is less than the length L3 of the second range r2. In other words, the
図1に戻り、基体11のうち突起部112は、基部111の第2面11aから垂直に延びる平面112a(図3参照)を有しており、当該平面112a上に配線基板14が位置している。配線基板14は、第1面14aを有する。この第1面14aは、配線基板14の面のうち突起部112との接続面とは反対側の面である。配線基板14は、第1面14a上に配線パターン141を有し、また、第1面14aとは反対側の面(突起部112側の面)に接地層142(図3参照)を有する。接地層142と突起部112とは、接地用導電部材17(図3参照)により接合されている。ここでは、配線基板14は、例えば、高周波線路基板として用いられる。配線基板14は、絶縁基板であり、例えば、樹脂である。配線基板14の厚さ及び材質(比誘電率)は、所望の特性インピーダンスに応じて適宜決定されればよい。
Returning to FIG. 1, the
配線基板14上に形成された配線パターン141は、電子素子200と電気的に接続されて、当該電子素子200に電力及び信号を供給する。配線パターン141は、端部(ここでは2箇所)が導電性接合材16を介して信号線12と接合している。配線パターン141の形状、長さ及び位置は、接続される電子素子200のサイズ及び端子位置に応じて適宜定められる。また、接地層142は、配線基板14の突起部112側の面の全面に形成されており、接地用導電部材17と接合して接地電位とされる。配線パターン141及び接地層142は、抵抗の小さい導体金属膜、ここでは、金(Au)薄膜である。
The
図2及び図3に示すように、配線パターン141のうち信号線12と接続される配線部分は、配線基板14上を第2面11aに対してほぼ垂直に、絶縁部材15の直近まで伸びている。配線パターン141は、配線基板14により接地層142と電気的に隔てられている。このような構成の配線パターン141及び接地層142により、配線基板14ではマイクロストリップ線路30が形成されており、このマイクロストリップ線路30により信号が伝送される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the wiring portion of the
導電性接合材16は、信号線12及び絶縁部材15と、配線パターン141及び第1面14aとの間に亘って位置している。これにより、導電性接合材16は、第2面11aで露出している信号線12と、第1面14aの配線パターン141とを電気的に接合する。また、導電性接合材16は、信号線12の第2端部12a、すなわち、本実施形態においては、信号線12の第1部分121のうち開口111bから露出している部分を覆っている。
The
導電性接合材16としては、例えば銀シンタリングペースト又は銅シンタリングペースト(ナノ粒子焼結型接合材ペースト)を用いることができる。シンタリングペーストは、銀又は銅といった導体金属の粒子が樹脂又は溶剤などの基材中に分散された流動性部材を所望の接合箇所に塗布した後に、例えば200℃~250℃の温度に加熱することで得られる導電性部材である。上記流動性部材を加熱することで、導体金属粒子同士が焼結して固着し、相互に安定した電気伝導性を有した状態となる。流動性部材に含まれる基材は、加熱により除去されてもよいし、加熱後に一部残存していてもよい。基材(樹脂成分等)が残存する導電性接合材16では、残存する基材が絶縁面とも接合するため、信号線12及び配線パターン141だけではなく、絶縁部材15及び配線基板14の絶縁面とも接合する。シンタリングペーストに含まれる導体金属の粒子径は、例えば1μm未満とすることができる。このような、粒子径がナノメートルオーダーである粒子(ナノ粒子)に加えて、粒子径が1μmを超える銀又は銅といった導体金属の粒子(マイクロ粒子)を混在させてもよい。
As the
接地用導電部材17の材質は、特には限られないが、導電性接合材16と同様、銀シンタリングペースト又は銅シンタリングペーストを用いることができる。
Although the material of the grounding
図1において破線で示されている電子素子200は、第1面14a上に位置しており、直接及び/又はワイヤボンディングなどにより配線パターン141と電気的に接続されて(接合して)いる。電子素子200は、半導体素子であってよい。電子素子200は、例えば、レーザーダイオードである。あるいは、電子素子200としては、フォトダイオード、LED(Light Emitting Diode)又はペルチェ素子、各種センサ素子など種々のものが用いられてよい。電子素子200の動作に伴って生じた熱は、基体11を介して排出される。
An
突起部112、配線基板14(配線パターン141、接地層142)及び電子素子200は、図示略のカバー部材(蓋体)によって覆われて外部と隔離されてもよい。電子素子200が外部に光を出射したりする場合には、カバー部材が当該出射光の波長を透過させる材質の窓部を有していてもよい。
The
図3及び図4に示す信号線12及び絶縁部材15を有する電子素子搭載用パッケージ100は、特には限られないが、例えば以下のような製造方法により製造することができる。まず、信号線12としてヘッダー加工した端子を準備する。より具体的には、信号線12となる棒状の導電部材の先端を、所定の治具を用いて平板状となるように潰して(圧力を加え塑性変形させて)第1部分121を形成する。これにより、図3及び図4に示すヘッダーピン形状を有する信号線12が得られる。また、基部111に、内径が2段階で変化する貫通孔111aを形成する。次に、貫通孔111aの開口111bに信号線12の第1部分121の第2端部12aが位置するように、貫通孔111aの内部に信号線12を配置して、貫通孔111aの内周面と信号線12との間にガラスからなる絶縁部材15を充填する。絶縁部材15を充填する方法としては、例えば、貫通孔111aの内周面と信号線12との間に円筒形状に成形されたプリフォームガラスを配置し、溶融温度以上の温度に加熱してプリフォームガラスを溶融させた後に溶融温度未満に冷却して固化させる方法を用いることができる。
The electronic
(同軸線路20とマイクロストリップ線路30との特性インピーダンス整合)
次に、本実施形態の構成による、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との特性インピーダンス整合に係る効果について、比較例と対比しつつ説明する。
(Characteristic impedance matching between
Next, the effect of matching the characteristic impedance between the
まず、図5を参照して、比較例における特性インピーダンスの不整合に係る問題を説明する。図5の比較例は、貫通孔111aの内部で幅方向についての信号線12及び絶縁部材15の幅が全体に亘って一定である点で、図3に示した本実施形態の構成と異なる。また、図5では、同軸線路20及びマイクロストリップ線路30の長さ方向の各位置における特性インピーダンスが、下部のグラフに示されている。
First, with reference to FIG. 5, the problem of characteristic impedance mismatch in the comparative example will be described. The comparative example of FIG. 5 differs from the configuration of the present embodiment shown in FIG. 3 in that the widths of the
同軸線路20とマイクロストリップ線路30は、特性インピーダンスが所定の基準値(ここでは、25Ω)となるように特性インピーダンス整合が図られる。そして、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との境界位置の近傍では、局所的にインピーダンスが変化、特に上昇しやすい。その要因の一つは、同軸線路20のうち、マイクロストリップ線路30との境界からの近傍領域(図5において破線の楕円で模式的に示されている領域。以下では、「境界領域R」と記す)にある。具体的には、境界領域Rにおいて、信号線12と基部111との電界結合が弱くなり、信号線12と基部111との間に生じる電界Eが弱くなるためである。すなわち、境界領域Rの電界Eが弱くなることで、境界領域Rにおける容量Cが低下し、その結果、特性インピーダンスの増大につながる。
The
より詳しくは、同軸線路20の単位長さ当たりの容量Cは、同軸線路20における絶縁部材15の比誘電率をε、電極面積をS、電極間電位差をVとして、
C=εSE/V …(1)
で表されるところ、マイクロストリップ線路30との境界領域Rでは、式(1)における電界Eが小さくなることで、容量Cが小さくなる。
More specifically, the capacitance C per unit length of the
C=εSE/V (1)
, in the boundary region R with the
一方で、同軸線路20の特性インピーダンスZ0は、単位長さ当たりのインダクタンスをLとして
Z0=(L/C)1/2 …(2)
で表されるため、マイクロストリップ線路30との境界領域Rでは、上記のように式(1)の容量Cが小さくなることで、式(2)の特性インピーダンスZ0が増大する。この結果、図5の下部のグラフにおいて矢印Aで示されているように、同軸線路20のうちマイクロストリップ線路30との境界近傍において、局所的に特性インピーダンスが基準値から増大する。これにより、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との間で特性インピーダンスの不整合が生じる。
On the other hand, the characteristic impedance Z 0 of the
Therefore, in the boundary region R with the
これに対し、本実施形態の構成では、図6の実施例に示すように、上記境界領域Rにおいて、信号線12が幅の大きい第1部分121を有している。このため、開口111bの近傍(第1の範囲r1)において、容量Cの電極となる第1部分121の外周面の面積が大きくなっている。同様に、開口111bの近傍(第2の範囲r2)で貫通孔111aの内径が大きくなっている。このため、開口111bの近傍において、容量Cの電極となる貫通孔111aの内周面の面積が大きくなっている。また、絶縁部材15のうち開口111b側の第3部分153の厚さの最小値T3が、第4部分154の厚さの最小値T4より小さくなっている。このため、開口111bの近傍における容量Cの電極間距離が小さくなっている。これらにより、開口111bの近傍における容量Cが増大する。したがって、式(2)における容量Cが増大する結果、特性インピーダンスZ0が小さくなる。これにより、図6の下部のグラフに示されているように、同軸線路20のうちマイクロストリップ線路30との境界近傍では、上述した特性インピーダンスの増大(矢印A)と、信号線12の第1部分121及び絶縁部材15の第3部分153による特性インピーダンスの減少(矢印B)とが相殺される。これにより、前記境界近傍における特性インピーダンスの変化が低減される。この結果、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との間での特性インピーダンスの不整合が低減される。これにより、特に高周波数の信号の電力損失を効果的に低減して、良好な伝送特性を得ることができる。
On the other hand, in the configuration of this embodiment, the
また、絶縁部材15が、幅の異なる第3部分153及び第4部分154を有していることで、信号損失の低減だけでなく、同軸線路20の特性インピーダンスに関わる設計の自由度が高くなっている。すなわち、第3部分153の第3の幅W3及び第4部分154の第4の幅W4を調整することで、同軸線路20の各部における特性インピーダンスを柔軟に調整することができる。さらには、絶縁部材15における、第1部分121及び第2部分122を有する信号線12の位置決めが容易となる。
In addition, since the insulating
図7は、図6の実施例の電子素子搭載用パッケージ100、及び図5の比較例の電子素子搭載用パッケージにおける損失を、信号の周波数に対して計算したシミュレーションの結果を示す図である。図7では、実施例において信号線12の突出部1212の第5の幅W5を100μm、150μmとした実施例のシミュレーション結果と、比較例のシミュレーション結果とが重ねられて示されている。
FIG. 7 is a diagram showing the results of a simulation in which the losses in the electronic
図7(a)に示すように、破線の楕円で示した50GHz付近の高周波帯域において、実施例の反射損失(0に近いほど入射に対して反射が大きくなる)は、比較例の反射損失より低い結果となった。また、実施例のうち、突出部1212の第5の幅W5を150μmとした場合において、より効果的に損失を低減できる結果となった。
As shown in FIG. 7A, in the high frequency band near 50 GHz indicated by the dashed ellipse, the reflection loss of the example (the closer to 0, the greater the reflection with respect to incident light) is greater than the reflection loss of the comparative example. gave a low result. Further, among the examples, when the fifth width W5 of the protruding
また、図7(b)に示すように、破線の楕円で示した50GHz付近の高周波帯域において、実施例の挿入損失(損失は値の絶対値が大きいほど大きい)は、比較例の挿入損失より低い結果となった。また、実施例のうち、突出部1212の第5の幅W5を150μmとした場合において、より効果的に損失を低減できる結果となった。
Further, as shown in FIG. 7B, in the high-frequency band near 50 GHz indicated by the dashed ellipse, the insertion loss of the example (loss increases as the absolute value increases) is higher than the insertion loss of the comparative example. gave a low result. Further, among the examples, when the fifth width W5 of the protruding
次に、電子素子搭載用パッケージ100の構成の各種変形例について説明する。各変形例では、上記実施形態の構成との相違点について説明し、上記実施形態と共通する特徴については説明を省略する。
Next, various modifications of the configuration of the electronic
(変形例1)
図8は、変形例1に係る電子素子搭載用パッケージ100の断面を示す図である。
図9は、図8における信号線12及び絶縁部材15の拡大図である。
変形例1では、信号線12の第1部分121の第1の幅W1は、長さ方向についての開口111bからの距離が大きいほど小さくなっている。第1部分121は、ここではテーパー形状を有している。変形例1では、図9に示すように、幅方向についての第1部分121の幅は、開口111bの位置において最大となる。同様に、幅方向についての突出部1212の幅は、開口111bの位置において最大となる。
(Modification 1)
FIG. 8 is a diagram showing a cross section of the electronic
9 is an enlarged view of the
In
また、絶縁部材15の第3部分153の第3の幅W3は、長さ方向についての開口111bからの距離が大きいほど小さくなっている。第3部分153は、ここではテーパー形状を有している。したがって、第3部分153は、第1部分121に接する内周面、及び貫通孔111aに接する外周面がいずれもテーパー形状を有している。図8及び図9の例では、第1部分121のテーパー角度と第3部分153の外周面のテーパー角度とが等しくなっている。この場合、信号線12の第1部分121が貫通孔111aの内壁面と接触して短絡する可能性を低減する効果が高まる。ただし、これに限られず、第1部分121のテーパー角度を第3部分153の外周面のテーパー角度より急にして、第3部分153の厚さが、開口111bに近づくにつれて小さくなるようにしてもよい。この場合には、開口111bの近傍における容量Cが増大する効果がより一層高まる。
Also, the third width W3 of the
また、変形例1では、長さ方向についての第1の範囲r1の長さL1と第2の範囲r2の長さL3とが等しくなっている。ただし、これに限られず、長さL3を長さL1より大きくして、第3部分153を第1部分より長くしてもよいし、長さL3を長さL1より小さくして、第3部分153を第1部分より短くしてもよい。
Further, in
なお、第1部分121、第3部分153の形状は、テーパー形状に限られず、開口111bからの距離に応じて段階的に幅(W1、W3)が小さくなるような、段差を有した形状であってもよい。
The shape of the
図8及び図9に示すこのような変形例1の構成によっても、信号線12が第1の範囲r1において幅の大きい第1部分121を有し、また第2の範囲r2で貫通孔111aの内径が大きくなっている。このため、開口111bの近傍における容量Cの電極面積が大きくなっている。その結果、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との間での特性インピーダンスの不整合によって生じる信号の電力損失を、より容易かつ効率的に低減することができる。
また、変形例1の構成によっても、絶縁部材15の第3部分153の厚さの最小値T3が、第4部分154の厚さの最小値T4より小さくなっていることで、開口111bの近傍における容量Cの電極間距離が小さくなっている。これにより、開口111bの近傍における容量Cが更に増大し、特性インピーダンスZ0がより小さくなる。その結果、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との間での特性インピーダンスの不整合を低減する効果が高まる。
なお、変形例1の構成においては、信号線12の第1部分121が、上述したようなテーパー形状を有している。このため、図3及び図4に示す形態と比べると、製造時において、第1部分121と第2部分122との接続部分における絶縁部材15の充填が容易である。
8 and 9, the
Further, according to the configuration of
In addition, in the configuration of
図10は、図8の構成の実施例の電子素子搭載用パッケージ100、及び図5の比較例の電子素子搭載用パッケージにおける損失を、信号の周波数に対して計算したシミュレーションの結果を示す図である。図10では、実施例において信号線12の突出部1212の第5の幅W5を100μm、150μmとした実施例のシミュレーション結果と、比較例のシミュレーション結果とが重ねられて示されている。
FIG. 10 is a diagram showing the results of a simulation in which the losses in the electronic
図10(a)に示すように、破線の楕円で示した50GHz付近の高周波帯域において、実施例の反射損失(0に近いほど入射に対して反射が大きくなる)は、比較例の反射損失より低い結果となった。また、実施例のうち、突出部1212の第5の幅W5を150μmとした場合において、より効果的に損失を低減する結果となった。
As shown in FIG. 10(a), in the high-frequency band near 50 GHz indicated by the dashed ellipse, the reflection loss of the example (the closer to 0, the greater the reflection with respect to the incident light) is higher than the reflection loss of the comparative example. gave a low result. Further, among the examples, when the fifth width W5 of the protruding
また、図10(b)に示すように、破線の楕円で示した50GHz付近の高周波帯域において、実施例の挿入損失(損失は値の絶対値が大きいほど大きい)は、比較例の挿入損失より低い結果となった。また、実施例のうち、突出部1212の第5の幅W5を150μmとした場合において、より効果的に損失を低減する結果となった。
Further, as shown in FIG. 10B, in the high frequency band near 50 GHz indicated by the dashed ellipse, the insertion loss of the example (loss increases as the absolute value increases) is higher than the insertion loss of the comparative example. gave a low result. Further, among the examples, when the fifth width W5 of the protruding
(変形例2)
図11は、変形例2に係る電子素子搭載用パッケージ100の断面を示す図である。
図11に示す電子素子搭載用パッケージ100は、図3に示す電子素子搭載用パッケージ100における絶縁部材15の幅を長さ方向において一定にしたものである。すなわち、図11に示す電子素子搭載用パッケージ100では、貫通孔111aの内径が一定である。なお、図11においては、第1の幅W1は約300μmであり、第2の幅W2は約250μmであり、第5の幅W5は、約25μmとなっている(不図示)。
(Modification 2)
FIG. 11 is a diagram showing a cross section of an electronic
In the electronic
図12は、変形例2に係る他の例の電子素子搭載用パッケージ100の断面を示す図である。
図12に示す電子素子搭載用パッケージ100は、図8に示す電子素子搭載用パッケージ100における絶縁部材15の幅を長さ方向において一定にしたものである。すなわち、図11に示す電子素子搭載用パッケージ100では、貫通孔111aの内径が一定である。
FIG. 12 is a diagram showing a cross section of another example of the electronic
In the electronic
図11及び図12に示すような変形例2の構成によっても、信号線12が第1の範囲r1において幅の大きい第1部分121を有していることで、開口111bの近傍における容量Cの電極面積が大きくなっている。また、第1の範囲r1において、絶縁部材15の厚さ、すなわち容量Cの電極間距離が、第1の範囲r1の範囲外より小さくなっている。これらにより、開口111bの近傍における容量Cが増大し、特性インピーダンスZ0が小さくなるため、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との間での特性インピーダンスの不整合を低減することができる。また、貫通孔111aの内径が一定であるため、容易に貫通孔111aを形成することができる。
11 and 12, the
(変形例3)
図13は、変形例3に係る電子素子搭載用パッケージ100の断面を示す図である。
図13に示す電子素子搭載用パッケージ100は、図11又は図12に示す電子素子搭載用パッケージ100における信号線12の形状を変更したものである。詳しくは、図13の信号線12は、貫通孔111aの内部の全体に亘ってテーパー形状を有している。具体的には、信号線12の第1部分121及び第2部分122は、いずれも、長さ方向についての開口111bからの距離が大きいほど断面における幅方向についての幅が小さくなるテーパー形状を有している。したがって、信号線12の第1部分121の第1の幅W1は、長さ方向についての開口111bからの距離が大きいほど小さくなっており、信号線12の第2部分122の第2の幅W2は、長さ方向についての開口111bからの距離が大きいほど小さくなっている。変形例3では、変形例1と同様に、幅方向についての第1部分121の幅は、開口111bの位置において最大となる。また、幅方向についての第2部分121の幅は、第1部分121との接続位置において最大となる。図13の例では、第1部分121及び第2部分122のテーパー角度が同一であり、断面における第1部分121及び第2部分122の外周面が1つの直線を形成している。ただし、これに限られず、例えば第2部分122のテーパー角度を第1部分121のテーパー角度より緩やかにしてもよい。また、同一のテーパー角度を有した第1部分121と第2部分122との間に、幅が一定となる部分が位置していても良い。
(Modification 3)
FIG. 13 is a diagram showing a cross section of an electronic
The electronic
図14は、変形例3に係る他の例の電子素子搭載用パッケージ100の断面を示す図である。
図14に示す電子素子搭載用パッケージ100では、信号線12の第1部分121及び第2部分122のうち、図14の断面において、一方側(上方側)の外周面のみがテーパー形状を有し、他方側(下方側)の外周面はテーパー形状を有していない。このような断面を有する第1部分121及び第2部分122の構造としては、例えば、開口111bの中心を通り配線基板14の第1面14aと平行な面より上側の部分のみがテーパー形状を有し、下側の部分はテーパー形状を有していない(すなわち、円柱面の半分の形状を有する)構造が挙げられる。
FIG. 14 is a diagram showing a cross section of another example of the electronic
In the electronic
図13及び図14に示すような変形例3の構成によっても、信号線12が第1の範囲r1において幅の大きい第1部分121を有していることで、開口111bの近傍における容量Cの電極面積が大きくなっている。また、第1の範囲r1において、絶縁部材15の厚さ、すなわち容量Cの電極間距離が、第1の範囲r1の範囲外より小さくなっている。これらにより、開口111bの近傍における容量Cが増大し、特性インピーダンスZ0が小さくなるため、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との間での特性インピーダンスの不整合を低減することができる。
13 and 14, the
(変形例4)
図15は、変形例4に係る電子素子搭載用パッケージ100の断面を示す図である。
図15に示す電子素子搭載用パッケージ100は、図3に示す電子素子搭載用パッケージ100における絶縁部材15の第3部分153を、突起部112が有する平面112aに達するまで拡大したものである。より具体的には、図15に示すように、第3部分153の下端が平面112aよりも下方に位置している。この結果、基部111は、第3部分153の下端に相当する部分が平面112aに対して下方に窪んだ窪みDを有している。
(Modification 4)
FIG. 15 is a diagram showing a cross section of an electronic
The electronic
図16は、変形例4に係る他の例の電子素子搭載用パッケージ100の断面を示す図である。
図16に示す電子素子搭載用パッケージ100は、図8に示す電子素子搭載用パッケージ100における絶縁部材15の第3部分153を、突起部112が有する平面112aに達するまで拡大したものである。この結果、図15と同様に、基部111は、第3部分153の下端に相当する部分に窪みDを有している。
FIG. 16 is a diagram showing a cross section of another example of the electronic
The electronic
図15及び図16に示すような変形例4の構成によれば、第3部分153の第3の幅W3を大きくすることで、第1部分121の第1の幅W1をさらに大きくすることができるため、特性インピーダンスの不整合を低減する効果を得ることができる。
According to the configuration of Modified Example 4 as shown in FIGS. 15 and 16, by increasing the third width W3 of the
(変形例5)
図17は、変形例5に係る電子素子搭載用パッケージ100の断面を示す図である。
図17に示す電子素子搭載用パッケージ100は、信号線12の開口111b側の第2端部12aが開口111bから突起部112側に突出している点で、図11に示す電子素子搭載用パッケージ100と異なる。このように、信号線12の第2端部12aは、第2面11a及び絶縁部材15の第1端部15aと同一平面内になくてもよい。また、図3、図8及び図12~図16に示す電子素子搭載用パッケージ100においても信号線12の第2端部12aが開口111bから突出していてもよい。
また、信号線12の第2端部12aが開口111bから基部111の内部側に窪んでいてもよい。すなわち、信号線12の第2端部12aが、貫通孔111a内に位置していてもよい。
(Modification 5)
FIG. 17 is a diagram showing a cross section of an electronic
The electronic
Also, the
これらのように、信号線12の第2端部12aが第2面11aと同一面内にない構成であっても、信号線12が第1の範囲r1において幅の大きい第1部分121を有していること等により、開口111bの近傍における容量Cが増大し、特性インピーダンスZ0が小さくなるため、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との間での特性インピーダンスの不整合を低減することができる。
As described above, even if the
(変形例6)
図18は、変形例6に係る電子素子搭載用パッケージ100の断面を示す図である。
図18に示す電子素子搭載用パッケージ100は、絶縁部材15の第3部分153の第1端部15aが開口111bから基部111の内部側に窪んでいる点で、図11に示す電子素子搭載用パッケージ100と異なる。このように、絶縁部材15の第1端部15aは、第2面11aと同一平面内になくてもよい。また、図3、図8、図12~図17に示す電子素子搭載用パッケージ100においても絶縁部材15の第1端部15aが窪んでいてもよい。すなわち、絶縁部材15の第1端部15aは、貫通孔111a内に位置していてもよい。
また、絶縁部材15の第1端部15aが開口111bから突起部112側に突出していてもよい。
(Modification 6)
FIG. 18 is a diagram showing a cross section of an electronic
The electronic
Also, the
これらのように絶縁部材15の第1端部15aが第2面11aと同一面内にない構成であっても、信号線12が第1の範囲r1において幅の大きい第1部分121を有していること等により、開口111bの近傍における容量Cが増大し、特性インピーダンスZ0が小さくなるため、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との間での特性インピーダンスの不整合を低減することができる。
Even if the
以上のように、本実施形態の電子素子搭載用パッケージ100は、信号線12のうち貫通孔111aの内部に位置する部分は、第1部分121と第2部分122とを有し、第1部分121の第1の幅W1が、第2部分122の第2の幅W2より大きい。
このような構成によれば、上記境界近傍に信号線12が幅の大きい第1部分121を有していることで、開口111bの近傍(第1の範囲r1)において、容量Cの電極となる第1部分121の外周面の面積が大きくなる。また、これに応じて、第1の範囲r1において、絶縁部材15の厚さ、すなわち容量Cの電極間距離が、第1の範囲r1の範囲外より小さくなる。これらにより、同軸線路20のうちマイクロストリップ線路30との境界近傍における容量Cを増大させ、特性インピーダンスを小さくすることができる。よって、上記境界近傍において電界が小さくなることによる特性インピーダンスの増大と、容量Cの電極面積Sを大きくしたことによる特性インピーダンスの減少とを相殺させて、特性インピーダンスの変化を小さくすることができる。この結果、同軸線路20とマイクロストリップ線路30との間の伝送モード変換部における特性インピーダンスの不整合を低減することができる。これにより、特に高周波数の信号の電力損失を効果的に低減して、良好な信号の伝送特性を得ることができる。
また、貫通孔111aの開口111b側に、信号線12のうち幅の大きい第1部分121が位置するため、信号線12と導電性接合材16との接触面積を大きくすることができる。これにより、信号線12と導電性接合材16との接合強度、及び電気的な接続の信頼性を高めることができる。
As described above, in the electronic
According to such a configuration, since the
In addition, since the wide
また、上記断面において、第2面11aに垂直な長さ方向についての第1部分121の第1の長さL1が、長さ方向についての第2部分122の第2の長さL2未満である。これによれば、第1部分121を設けることにより特性インピーダンスを効果的に整合させつつ、第2部分122を長く確保することで、所望の特性インピーダンスを得るための信号線12及び絶縁部材15の設計の自由度を高めることができる。なお、所望の特性インピーダンスを得るための信号線12及び絶縁部材15の設計の自由度を高める観点において、第1部分121の第1の長さL1は、第2部分122の第2の長さL2の約1/10、さらには、約1/20とすることができる。
In the cross section, the first length L1 of the
また、図3、図8、図11、図12及び図15~図18に示す電子素子搭載用パッケージ100では、第1部分121は、重複部1211と突出部1212とを有しており、突出部1212の第5の幅W5は、第2の幅W2より大きい。これによれば、第2の幅W2に対して第1の幅W1を十分に大きくすることができるため、所望の特性インピーダンスを得るための信号線12及び絶縁部材15の設計の自由度をさらに高めることができ、また、より効果的に特性インピーダンスを整合させることができる。また、導電性接合材16との接合強度、及び接続の信頼性をより高めることができる。
3, 8, 11, 12, and 15 to 18, the
また、図3、図8、図11、図12、図15、図16、図18に示す電子素子搭載用パッケージ100では、上記断面は、第1面14aに対して垂直であり、当該断面において、第2面11a、信号線12の第1部分121の開口111b側の第2端部12a、及び絶縁部材15の開口111b側の第1端部15aが一直線上にある。そして、配線基板14は、第1部分121のうち突出部1212にのみ接している。これによれば、配線基板14と信号線12の第1部分121(突出部1212)とが接触するため、配線基板14と信号線12との間に間隙(空気層)が介在することによって特性インピーダンスの不整合が生じる不具合の発生を低減することができる。また、配線基板14と信号線12との間の間隙に導電性接合材16が流入して、導電性接合材16が基部111、突起部112、接地層142又は接地用導電部材17と短絡する不具合の発生を低減することができる。また、配線基板14が第1部分121のうち突出部1212にのみ接し、重複部1211には接しないため、信号線12の第2端部12aのうち重複部1211の全体を含む広い範囲を露出させることができる。これにより、信号線12と導電性接合材16との接合強度、及び接続の信頼性をより高めることができる。
3, 8, 11, 12, 15, 16, and 18, the cross section is perpendicular to the
また、図8、図12~図14、及び図16に示す電子素子搭載用パッケージ100では、第1部分121の第1の幅W1は、開口111bからの距離が大きいほど小さくなっており、第1の幅W1は、第2端部12a側において最大値である。これによれば、開口111bに近い部分ほど容量Cを大きくすることができる。よって、開口111bに近い部分ほど小さくなる電界の影響による特性インピーダンスの増大を、より正確に相殺することができる。その結果、特性インピーダンスの不整合を低減させる効果がより一層高まる。
In the electronic
また、図13及び図14に示す電子素子搭載用パッケージ100では、第2部分122の第2の幅W2は、開口111bからの距離が大きいほど小さくなっており、第2の幅W2は、第1部分121側に位置する端部において最大値である。これによれば、所望の特性インピーダンスを得るための信号線12及び絶縁部材15の設計の自由度をさらに高めることができる。なお、このように信号線12が、貫通孔111aの内部の全体に亘ってテーパー形状である場合には、同軸線路20における所望の特性インピーダンスの設定の容易性の観点から、信号線12のテーパー角度は緩やかにしてもよい。
In addition, in the electronic
また、図3、図8、図15及び図16に示す電子素子搭載用パッケージ100では、絶縁部材15は、第3部分153と第4部分154とを有し、第3部分153の第3の幅W3が、第4部分154の第4の幅W4より大きい。これによれば、信号線12のうち第1部分121の幅を増大させたことに対応して、絶縁部材15のうち当該第1部分121に対応する第3部分153の幅を増大させることができる。そのため、第1部分121が貫通孔111aの内壁面に接触して短絡する不具合の発生を低減することができる。すなわち、信号線12の配置位置がずれた場合であっても、信号線12と貫通孔111aの内壁面との短絡を生じにくくすることができる。よって、特性インピーダンスを好適に整合させる効果、並びに所望の特性インピーダンスを得るための信号線12及び絶縁部材15の設計の自由度を高める効果を維持しつつ、貫通孔111a(絶縁部材15)における信号線12の位置決めを容易にすることができる。
3, 8, 15 and 16, the insulating
また、図3及び図15に示す電子素子搭載用パッケージ100では、絶縁部材15の第3部分153は、第4部分154側に位置する第3端部153aを有しており、信号線12の第1部分121は、第2部分122側に位置する第4端部121aを有している。長さ方向についての開口111bから第4端部121aまでの長さが、長さ方向についての開口111bから第3端部153aまでの長さ未満である。これによれば、信号線12の配置位置が幅方向にずれても、貫通孔111aのうち内径が小さい部分(第2の範囲r2の範囲外の部分)に接触しにくい。よって、信号線12と貫通孔111aの内壁面との短絡の発生をより低減することができる。
In the electronic
また、図3、図8、図15及び図16に示す電子素子搭載用パッケージ100では、第3部分153の厚さの最小値T3が、第4部分154の厚さの最小値T4未満である。これによれば、開口111bの近傍における容量Cをより小さくすることができるため、より効果的に特性インピーダンスを整合させて、信号の電力損失をより小さくすることができる。
3, 8, 15 and 16, the minimum thickness T3 of the
また、図8及び図16に示す電子素子搭載用パッケージ100では、第3部分153の第3の幅W3は、長さ方向についての開口111bからの距離が大きいほど小さくなっており、第3の幅W3は、第1端部15a側において最大値である。これによれば、所望の特性インピーダンスを得るための信号線12及び絶縁部材15の設計の自由度をさらに高めることができる。
In the electronic
また、導電性接合材16は、信号線12の第1部分121の第2端部121aを覆っている。これによれば、信号線12と導電性接合材16との接合強度、及び接続の信頼性をより高めることができる。また、導電性接合材16が、絶縁部材15の第1端部15aのうち、信号線12の第2端部12aに隣接する部分を覆うようにすることができる。導電性接合材16のうちこの絶縁部材15の第1端部15aを覆う部分は、同軸線路20のうちマイクロストリップ線路30との境界近傍における容量Cを形成する電極として機能する。これにより、当該境界近傍における容量Cを増大させ、特性インピーダンスを小さくすることができる。すなわち、第1部分121のみでは不足する容量成分を、導電性接合材16によって補充することができる。よって、より効果的に特性インピーダンスを整合させて、信号の電力損失をより小さくすることができる。
Also, the
また、導電性接合材16として、銀又は銅の粒子を含むものを用いることで、導電性接合材16の導電性及び熱伝導性を適切な範囲で得ることができる。
Moreover, by using a material containing silver or copper particles as the
また、導電性接合材16は、ナノ粒子焼結型接合材ペーストである。これによれば、他の合金系接合材などと比較して低い温度で導電性接合材16を固着させて、信号線12と配線パターン141とを接続するための構造を得ることができる。また、固着時(実装工程)の加熱温度を低くすることができるため、電子素子搭載用パッケージ100の他の部分への熱の影響を低減することができる。また、エポキシ系の接着剤を用いた導電性接合材、並びに合金系の導電性接合材である半田ペースト及びAuSnペーストとの比較では、以下の効果が得られる。すなわち、エポキシ系の接着剤を用いた導電性接合材では有機物から、また半田ペースト及びAuSnペーストではフラックス(洗浄後も残渣が生じやすい)から、加熱時にガスが発生して種々の不具合に繋がるところ、ナノ粒子焼結型接合材ペーストを用いることで、加熱時におけるこのようなガスの発生を低減することができる。さらに、ナノ粒子焼結型接合材ペーストを硬化させた後に行われる実装工程において、通常の実装加熱条件(AuSn付け、半田付けなどのリフロー条件)では、ナノ粒子焼結型接合材ペーストは再溶融しないため、該実装工程の自由度が高まる。
Also, the
また、本実施形態の電子装置1は、上述の電子素子搭載用パッケージ100と、配線パターン141と接合する電子素子200と、を備える。このような電子装置1によれば、より適切に特性インピーダンス整合が行われるため、信号の電力損失を低減させることができ、電子素子200を有効に動作させることができる。
Further, the
なお、上記実施の形態は例示であり、様々な変更が可能である。
例えば、突出部1212の第5の幅W5は、特性インピーダンスを適切に整合させることができる場合等においては、第2部分122の第2の幅W2より小さくしてもよい。
Note that the above-described embodiment is an example, and various modifications are possible.
For example, the fifth width W5 of the
また、配線基板14の第1面14aが信号線12の第2端部12aと接触する位置(高さ)は、突出部1212の範囲内に限られず、重複部1211に掛かる位置であってもよい。また、配線基板14の第1面14aが、信号線12の第2端部12aと接触しない位置で基部111と接触していてもよい。すなわち、配線基板14の第1面14aが信号線12の第2端部12aと接触する位置(高さ)は、第1部分121と配線パターン141とが、導電性接合材16によって接合される範囲において、適宜設定することができる。
Further, the position (height) at which the
また、配線基板14は、基部111との間に隙間が形成される位置に配置されていてもよい。
Moreover, the
また、図3及び図15において、長さ方向についての第1の範囲r1の長さL1が、長さ方向についての第2の範囲r2の長さL3未満である例を用いて説明したが、これに限られず、第1部分121と貫通孔111aの内壁面との短絡が生じない場合には、第1の範囲r1の長さL1と第2の範囲r2の長さL3とを等しくしてもよい。
3 and 15, the length L1 of the first range r1 in the length direction is less than the length L3 of the second range r2 in the length direction. Without being limited to this, when a short circuit between the
また、図3、図8、図15及び図16に示す電子素子搭載用パッケージ100では、第3部分153の厚さの最小値T3が、第4部分154の厚さの最小値T4未満である例を用いて説明したが、これに限られず、第3部分153の厚さの最小値T3と、第4部分154の厚さの最小値T4とを等しくしてもよい。
3, 8, 15 and 16, the minimum thickness T3 of the
また、信号線12及び絶縁部材15は、信号線12の中心線を軸とする回転対称の形状を有していなくてもよい。
Moreover, the
また、導電性接合材16は、信号線12の第2端部12aの一部を露出させた状態で信号線12に接合されていてもよい。
Also, the
また、上記実施形態では、導電性接合材16として銀シンタリングペースト又は銅シンタリングペーストを用いることとして説明したが、配線基板14に接合する導電性の接合材であればその他のもの、例えばエポキシ樹脂等に導電性金属粒子を分散させたものであってもよい。
Further, in the above embodiment, silver sintering paste or copper sintering paste is used as the
また、第1面14aと第2面11aとの位置関係は、直交していなくてもよく、各面の形状などは電子素子200などに応じて適宜定められてよい。また、信号線12と接合する配線パターン141の配線部分は、第2面11aに直交する向きに伸びていなくてもよく、電子素子200や信号線12の形状などに応じて適宜決定することができる。
Further, the positional relationship between the
また、配線基板14の第1面14aの配線パターン141、及び金属の突起部112によってマイクロストリップ線路30が構成できる場合には、接地層142は省略してもよい。
Further, if the
その他、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係及び形状などの具体的な細部は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係及び形状を適宜組み合わせ可能である。 In addition, specific details such as configurations, structures, positional relationships, and shapes shown in the above embodiments can be changed as appropriate without departing from the scope of the present disclosure. Moreover, the configurations, structures, positional relationships, and shapes shown in the above embodiments can be appropriately combined without departing from the gist of the present disclosure.
1 電子装置
11 基体
11a 第2面
111 基部
111a 貫通孔
111b 開口
112 突起部
12 信号線
121 第1部分
121a 第4端部
122 第2部分
1211 重複部
1212 突出部
12a 第2端部
14 配線基板
14a 第1面
141 配線パターン
142 接地層
15 絶縁部材
15a 第1端部
153 第3部分
153a 第3端部
154 第4部分
16 導電性接合材
17 接地用導電部材
20 同軸線路
30 マイクロストリップ線路
100 電子素子搭載用パッケージ
200 電子素子
D 窪み
L1 第1の長さ
L2 第2の長さ
W1 第1の幅
W2 第2の幅
W3 第3の幅
W4 第4の幅
W5 第5の幅
r1 第1の範囲
r2 第2の範囲
1
Claims (14)
第2面と、前記第2面に開口を有する貫通孔と、を有する基体と、
前記貫通孔の内部に位置するとともに、前記開口側に位置する第1端部を有する絶縁部材と、
前記絶縁部材を貫通するとともに、前記開口側に位置する第2端部を有する信号線と、
前記配線パターンと前記信号線の前記第2端部とを接合する導電性接合材と、
を備え、
前記信号線のうち前記貫通孔の内部に位置する部分は、前記開口側に位置する第1部分と、前記第1部分よりも前記開口から離れて位置する第2部分と、を有し、
前記第1部分及び第2部分を通り前記第2面に垂直な断面において、前記第2面に平行な幅方向についての前記第1部分の第1の幅が、前記幅方向についての前記第2部分の第2の幅より大きい、
電子素子搭載用パッケージ。 a wiring board having a first surface and a wiring pattern located on the first surface;
a base having a second surface and a through hole having an opening in the second surface;
an insulating member positioned inside the through hole and having a first end positioned on the opening side;
a signal line passing through the insulating member and having a second end located on the opening side;
a conductive bonding material that bonds the wiring pattern and the second end of the signal line;
with
a portion of the signal line located inside the through hole has a first portion located on the opening side and a second portion located farther from the opening than the first portion;
In a cross section passing through the first portion and the second portion and perpendicular to the second surface, the first width of the first portion in the width direction parallel to the second surface is equal to the second width in the width direction. greater than the second width of the portion;
Package for mounting electronic elements.
前記断面において、前記幅方向についての前記突出部の幅は、前記第2の幅より大きい、請求項2に記載の電子素子搭載用パッケージ。 The first portion has an overlapping portion that overlaps the second portion when viewed from the length direction, and a protruding portion that protrudes from the overlapping portion in the width direction,
3. The electronic element mounting package according to claim 2, wherein the width of said projecting portion in said width direction in said cross section is greater than said second width.
前記配線基板は、前記第1部分のうち前記突出部にのみ接している、請求項3に記載の電子素子搭載用パッケージ。 The cross section is perpendicular to the first plane,
4. The electronic device mounting package according to claim 3, wherein said wiring substrate is in contact only with said projecting portion of said first portion.
前記断面において、前記幅方向についての前記第3部分の第3の幅が、前記幅方向についての前記第4部分の第4の幅より大きい、請求項2~6のいずれか一項に記載の電子素子搭載用パッケージ。 The insulating member has a third portion including the first end, and a fourth portion located farther from the opening than the third portion,
7. The cross section according to any one of claims 2 to 6, wherein a third width of said third portion in said width direction is greater than a fourth width of said fourth portion in said width direction. Package for mounting electronic elements.
前記信号線の前記第1部分は、前記第2部分側に位置する第4端部を有しており、
前記長さ方向についての前記開口から前記第4端部までの長さが、前記長さ方向についての前記開口から前記第3端部までの長さ未満である、請求項7に記載の電子素子搭載用パッケージ。 the third portion of the insulating member has a third end located on the fourth portion side;
the first portion of the signal line has a fourth end located on the second portion side;
8. The electronic device according to claim 7, wherein the length from said opening to said fourth end in said length direction is less than the length from said opening to said third end in said length direction. mounting package.
前記配線パターンと接合する電子素子と、
を備える、電子装置。 An electronic device mounting package according to any one of claims 1 to 13;
an electronic element bonded to the wiring pattern;
An electronic device comprising:
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019141305A JP2022133488A (en) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Electric element mounting package and electronic device |
PCT/JP2020/029321 WO2021020530A1 (en) | 2019-07-31 | 2020-07-30 | Electronic component mounting package, and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019141305A JP2022133488A (en) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Electric element mounting package and electronic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022133488A true JP2022133488A (en) | 2022-09-14 |
Family
ID=74230757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019141305A Pending JP2022133488A (en) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Electric element mounting package and electronic device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022133488A (en) |
WO (1) | WO2021020530A1 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5473583B2 (en) * | 2009-12-22 | 2014-04-16 | 京セラ株式会社 | Electronic component mounting package and electronic device using the same |
JP6929113B2 (en) * | 2017-04-24 | 2021-09-01 | 日本ルメンタム株式会社 | Optical assemblies, optical modules, and optical transmission equipment |
-
2019
- 2019-07-31 JP JP2019141305A patent/JP2022133488A/en active Pending
-
2020
- 2020-07-30 WO PCT/JP2020/029321 patent/WO2021020530A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021020530A1 (en) | 2021-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2021020480A1 (en) | Electronic component mounting package, and electronic device | |
JP2007005636A (en) | Input/output terminal, package for storing electronic component, and electronic apparatus | |
JP7170832B2 (en) | Electronic device mounting package and electronic device | |
TW201436667A (en) | Circuit board | |
CN111834885A (en) | Semiconductor device header and semiconductor device | |
WO2021020530A1 (en) | Electronic component mounting package, and electronic device | |
JP7036646B2 (en) | Packages for semiconductor devices and semiconductor devices | |
WO2020158928A1 (en) | Electronic component mounting package, and electronic device | |
JP7475176B2 (en) | Electronic element mounting package and electronic device | |
JP2020167255A (en) | Package for mounting electronic component and electronic apparatus | |
TWI840545B (en) | Semiconductor device stem and semiconductor device | |
WO2020218608A1 (en) | Wiring board, electronic member package, and electronic device | |
WO2020158944A1 (en) | Electronic component mounting package, electronic device, and substrate for electronic component mounting package | |
JP2017079258A (en) | Electronic part-mounting board and electronic device | |
JP3726718B2 (en) | Semiconductor device | |
WO2020138196A1 (en) | Electronic component mounting package, and electronic device | |
JP4045110B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
JP3686854B2 (en) | Semiconductor element storage package and semiconductor device | |
JP6314704B2 (en) | Lead-type electronic components | |
JP3682010B2 (en) | Semiconductor element storage package and semiconductor device | |
JPH0992955A (en) | Electronic device | |
JP4164011B2 (en) | Semiconductor element storage package and semiconductor device | |
JP4206321B2 (en) | Semiconductor element storage package and semiconductor device | |
JP6140432B2 (en) | Semiconductor device inspection equipment | |
JP2004146407A (en) | Package for housing semiconductor element |